[发明专利]压缩制冷降膜式蒸发器的制冷剂均匀分配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷技术领域的制冷剂分配器，具体是一种压缩制冷降膜式蒸发器的制冷剂均匀分配器。

背景技术

在大中型制冷量范围内，主要使用的制冷机组是螺杆式和离心式两种机型。蒸发器是制冷系统中的主要热交换设备，蒸发器的选择是否得当，直接关系到整个制冷装置的制冷效果，直接关系到运行的能耗。在离心式和螺杆式冷水机组中，蒸发器的形式主要有三种：满液式蒸发器，干式蒸发器和降膜式蒸发器。其中，水平管降膜式蒸发器已被用于制冷，化工，石油提炼，海水淡化等工业。在制冷与空调行业，相对满液式蒸发，降膜式蒸发有明显优势：1)传热系数高。允许蒸发温度适度增大，提高循环效率，还能减小蒸发器尺寸；2)制冷剂充注量降低。这能降低制冷设备的成本和减小与泄漏相关的风险，包括伴随的维修成本，而且，风险降低允许系统对工质的有毒或可燃性要求适度降低；3)润滑油随少量制冷剂沉在蒸发器底部，使回油更加有效简便；4)消除浸没管束中较低管排的静液压头，并可能减小管表面和制冷剂之间的温差。以上这些优点降低了机组的材料成本及维护成本。同时降膜式蒸发器也有它的劣势：对制冷剂在水平传热管上均匀分配的要求很高，对制冷剂的充注量更加敏感，其中，制冷剂分配的均匀性问题尤为重要。

如果两相制冷剂最初没有被均匀地分配至制冷系统降膜蒸发器内的传热管束上，那就容易造成向一部分管束过度供给了制冷剂而另一部分管束的制冷剂又供给不足，因此，位于降膜蒸发器内的传热效率以及作为整体的蒸汽压缩制冷系统的效率会下降。此外，在制冷剂供给不足的管束部分可能会发生对传热过程至关重要的液态制冷剂薄膜的中断。这种中断会导致管束中局部干燥区域的存在，即所谓的“干枯”存在，会降低降膜式蒸发器的整体传热性能。

降膜式蒸发的关键是在蒸发器的上部设置合适的分配器。在降膜蒸发器中大部分采用的是压力喷嘴式的制冷剂分配系统，喷嘴下来的制冷剂容易造成飞溅现象，而且喷嘴下来的部分液态制冷剂容易被蒸发上来的气态制冷剂带至压缩机吸入端，且不易和蒸发器内部管束作热交换就旁通积存在壳侧底部。

经对现有技术的文献检索发现，美国特灵空调公司注册的专利US 6,293,11B1为五层开孔板结构的制冷剂分配器，从上到下来做气液两相制冷剂的分配，气液两相制冷剂在第一层与第二层开孔板之间进行第一次分配，第二层板将对气液两相制冷剂进行节流，气液两相制冷剂经过节流以后部分分离，并再喷淋至第三层开孔板，第三层孔板形状类似钻石状，可将气液两相制冷剂进一步均匀分配喷淋至第四层开孔板，第三层开孔板有喷淋气液两相制冷剂的效果。在第四层开孔板与第五层开孔板之间留有部分空间，可供液态制冷剂以重力喷淋的方式喷淋至高效换热管表面，以利于传热。但是，此分配器设计结构复杂，加工难度高，成本偏高，而且也没有达到充分减小制冷剂充注量的初衷，这可能与分配器的设计有关，还需要继续对降膜式蒸发器的分配器进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种压缩制冷降膜式蒸发器的制冷剂均匀分配器。使其不仅可以均匀的分配制冷剂，而且可以降低制冷剂的充注量，且无需气液分离器，减少了零部件数量，降低了机组成本。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述制冷剂分配器包括：制冷剂入口、制冷剂纵向拉伸分配管、制冷剂横向分配毛细管、多孔材料层、钢板网、多孔板、导流丝网。所述制冷剂入口，供两相制冷剂混合物流入分配器，它与所述制冷剂纵向拉伸分配管内的所述下层流道连通；所述制冷剂纵向拉伸分配管被其中间高度位置处的一水平的分配孔板分为上下两层流道，它们被所述分配孔板上的一排孔口连通起来，所述下层流道中的两相制冷剂混合物通过所述分配孔板上的一排孔口初次流量分配以后流到所述上层流道内，所述制冷剂横向分配毛细管位于所述制冷剂纵向拉伸分配管内的所述上层流道侧面的两侧且与其连通，并且在每根所述制冷剂横向分配毛细管的底面设有一排小孔，它们对两相制冷剂混合物首次进行气液分离和流量分配，并且可在制冷剂从分配器送出之前使所述制冷剂在分配器内部沿着分配器下方的整个传热管束长度和横向于其整个宽度方向流动；所述多孔材料层，用来对两相制冷剂再次进行气液分离和流量分配，所述多孔材料层在所述制冷剂纵向拉伸分配管和制冷剂横向分配毛细管的下方；所述钢板网，设置在所述多孔材料层下方对其起固定作用；所述多孔板，设置在所述拉制钢板网的下方对制冷剂进行第三次气液分离和流量分配，多孔板上的每一孔口基本垂直对齐蒸发器的各列传热管；在所述多孔板的下方有一导流丝网，对气液分离后的液态制冷剂导引至基本垂直对齐的蒸发器的各列传热管上。